采場頂板堅(jiān)硬條件下覆巖裂隙發(fā)育規(guī)律試驗(yàn)

趙義平，王子河，鄧騰林，張志夫，李敏巍

(1.水利部牧區(qū)水利科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020； 2.中國水利水電科學(xué)研究院，北京 100048；3.河北辰地環(huán)保工程有限公司，河北 石家莊 050051)

目前，國內(nèi)外專家學(xué)者對礦區(qū)煤層采動動載作用下覆巖裂隙發(fā)育規(guī)律的研究較為深入。國外學(xué)者近些年提出一系列理論與方法，對煤礦開采沉陷特征、開采狀態(tài)下裂隙發(fā)育及覆巖變化提供理論基礎(chǔ)[1-6]。國內(nèi)學(xué)者劉天泉[7]院士系統(tǒng)研究了礦區(qū)開采過程中采場覆巖裂隙及導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育特征，分析了在采動動載作用下“橫三區(qū)”和“豎三帶”裂隙分布規(guī)律；李海龍等[8]利用相似模擬研究了煤層底板裂隙演化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)底板破壞深度最大處一般出現(xiàn)1～2個周期來壓至采空區(qū)底板被矸石充填之間距離；黃慶享等[9-10]探討了煤層覆巖裂隙二次發(fā)育的特征及應(yīng)力分布規(guī)律，研究了裂隙擴(kuò)展過程、速度等；姚邦華等[11]利用“雙煤層重復(fù)采動”理論模型分析出采場覆巖裂隙再發(fā)育的規(guī)律；錢鳴高等[12-17]運(yùn)用關(guān)鍵層理論分析研究了主關(guān)鍵層位置對導(dǎo)水裂隙帶的影響；董國華等[18]利用相似模擬技術(shù)研究分析了酸刺溝煤礦中硬特厚煤層覆巖破壞規(guī)律，指出覆巖存在短時間急劇和長時間階段2種下沉方式。上述研究對煤層覆巖及底板巖層破壞特征及裂隙發(fā)育規(guī)律進(jìn)行了深入研究，但前人對采場頂板堅(jiān)硬條件下覆巖裂隙發(fā)育規(guī)律相似模擬試驗(yàn)研究較少。

現(xiàn)場試驗(yàn)設(shè)備觀測覆巖裂隙發(fā)育特征具有更加真實(shí)等優(yōu)點(diǎn)，但其成本高、時間長、任務(wù)重，難以操控；……